一種鋯基金屬有機框架熒光傳感材料、制備方法及其應用

本發明涉及水質檢測，具體而言，涉及一種鋯基金屬有機框架熒光傳感材料。

背景技術：

1、由于塑料回收系統不完善，每年都有大量塑料被隨意丟棄在陸地、河流、湖泊和海洋中。進入環境的塑料會通過各種物理、化學和生物等外界因素作用下逐漸分解為微米、甚至納米級的塑料。

2、研究人員已經證明納米塑料可以跨越生物屏障并進入生物系統，比微塑料具有更高的潛在毒性，造成更嚴重的不良健康效應。然而納米塑料進入自然界后，可通過多種方式(如老化或吸附)改變其表面特征，如表面形成羧基和氨基官能團。表面官能團的變化將直接影響其生物富集性和生物毒性。多項研究表明修飾氨基的納米塑料(nps-nh2)相比原始的納米塑料(nps)具有更嚴重的細胞毒性和生殖毒性。因此，有必要開發靈敏、快速、選擇性的方法對水中的nps-nh2進行檢測和定量。

3、然而，目前大多數技術仍然受制于靈敏度和特異性之間的基本權衡，目前還沒有針對nps-nh2的高效、特異性識別方法。因此，亟需建立一種簡單、快速、靈敏的nps-nh2檢測方法。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種鋯基金屬有機框架熒光傳感材料，其可用于對自來水和飲用水中nps-nh2的準確識別和定量檢測，為熒光法快速、靈敏檢測新污染物nps-nh2拓展了新的視角。

2、具體地，發明人基于nps-nh2與nh2-uio-6620之間的分子間相互作用，以nh2-uio-6620為傳感器，建立了一種可靠的水環境中nps-nh2的熒光分析方法。

3、本發明的實施例通過以下技術方案實現：

4、本發明的第一個目的在于：提供一種鋯基金屬有機框架熒光傳感材料在對水中的nps-nh2進行檢測和定量中的應用；具體地，所述鋯基金屬有機框架熒光傳感材料為nh2-uio-6620；

5、其應用方法包括以下步驟：

6、s1、配制鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的母液；

7、s2、將鋯基金屬有機框架熒光傳感材料母液與待測水溶液混合均勻，后孵育一段時間，得到混合液；

8、s3、使用熒光分光光度計在350nm激發波長下，在400nm和700nm之間測定上述混合液的熒光發射強度；根據熒光強度與nps-nh2濃度線性關系曲線獲得待測溶液中的nps-nh2濃度。

9、本發明的第二個目的在于：提供一種鋯基金屬有機框架熒光傳感材料，其由四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸和調節劑反應而得到nh2-uio-6620。

10、本發明的第三個目的在于：提供一種上述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的制備方法，包括以下步驟：

11、(1)將四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸和調節劑溶于有機溶劑中，反應一段時間；

12、(2)將步驟(1)得到的溶液經熱處理、冷卻后，再經離心分離沉淀，所得沉淀經洗滌、烘干后，真空活化，即得到鋯基金屬有機框架熒光傳感材料。

13、本發明nh2-uio-6620在進行水中nps-nh2的檢測時，正電性的nps-nh2可導致nh2-uio-6620晶體部分坍塌，使得熒光配體2-氨基對苯二甲酸釋放產生的熒光增強現象。

14、本發明實施例的技術方案至少具有如下優點和有益效果：

15、1、本發明以苯甲酸等作為調節劑，引入特定官能團，制備了nh2-uio-6620熒光傳感器，建立了一種基于熒光響應增強的氨基納米塑料nps-nh2光學傳感方法。

16、2、在本發明提供的檢測條件下，nh2-uio-6620探針檢測nps-nh2的線性范圍是0.07～3.8μg?ml-1和3.8～14μg?ml-1，檢出限為26.7ng?ml-1。該體系的靈敏度較高，在具有常見陰陽離子的水環境中體現出較強的抗干擾性。

17、3、在本發明提供的nh2-uio-6620熒光傳感器對自來水和飲用水中nps-nh2的準確識別，體現其具有一定實際應用的潛力，為熒光法快速、靈敏檢測新污染物nps-nh2拓展了新的視角。

技術特征：

1.一種鋯基金屬有機框架熒光傳感材料在對水中的nps-nh2進行檢測和定量中的應用。

2.根據權利要求1所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的應用，其特征在于，所述應用方法包括如下步驟：

3.根據權利要求2所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的應用，其特征在于，s1中，所述鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的母液為鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的超純水溶液。

4.根據權利要求2所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的應用，其特征在于，s2中，所述混合液中鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的濃度為0.2-0.3g/l。

5.根據權利要求2所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的應用，其特征在于，s2中，鋯基金屬有機框架熒光傳感材料母液與待測水溶液的體積比為1:1.5-2。

6.一種根據權利要求1-5任一項所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料，其特征在于，其由四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸和調節劑反應而得。

7.一種根據權利要求6所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據權利要求7所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述調節劑為苯甲酸、甲酸、鹽酸、二元羧酸中的一種或多種；所述有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺。

9.根據權利要求7所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸和調節劑的摩爾比為1：1：5～8。

10.根據權利要求7所述的鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，在100-120℃下熱處理24-40h后，冷卻至室溫；

技術總結
本發明涉及水質檢測技術領域，具體而言，提供了一種鋯基金屬有機框架熒光傳感材料在對水中的NPs?NH<subgt;2</subgt;進行檢測和定量中的應用；具體地，所述鋯基金屬有機框架熒光傳感材料為NH<subgt;2</subgt;?UiO?66<subgt;20</subgt;；其應用方法包括以下步驟：S1、配制鋯基金屬有機框架熒光傳感材料的母液；S2、將鋯基金屬有機框架熒光傳感材料母液與待測水溶液混合均勻，后孵育一段時間，得到混合液；S3、使用熒光分光光度計在350nm激發波長下，在400nm和700nm之間測定上述混合液的熒光發射強度；根據熒光強度與NPs?NH<subgt;2</subgt;濃度線性關系曲線獲得待測溶液中的NPs?NH<subgt;2</subgt;濃度；其可用于對自來水和飲用水中NPs?NH<subgt;2</subgt;的準確識別和定量檢測，為熒光法快速、靈敏檢測新污染物NPs?NH<subgt;2</subgt;拓展了新的視角。

技術研發人員：龔正君,龔新穎,童圓君,田雨璐,黃小英
受保護的技術使用者：西南交通大學
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21